Formal Modeling and SMT-Based Parameterized Verification of Multi-Case Data-Aware BPMN
我们提出了DAB --BPMN事实标准的一个数据感知扩展，它具有对case和持久数据进行操作的能力（分为只读目录和读写存储库），并在表达能力和支持安全属性的参数化验证的可能性之间进行平衡。特别是，我们从工件系统验证的文献中获得灵感，并且考虑其中与只读目录的内容无关地检查安全属性的验证问题，可能考虑目录和储存库中的活动情况和元组的无限数量。这些问题的解决使用完全实现的基于阵列的向后可达性技术属于良好的SMT模型检验的传统。我们还确定了相关类的DAB的MCMT阵列为基础的模型检查器中实现的向后可达性程序是健全和完整的，然后进一步加强这些类，以确保终止。
2019-06-20 cs.LO
Termination Criteria for Solving Concurrent Safety and Reachability Games
我们考虑图上的并发博弈。在游戏的每一轮，每个玩家同时独立地选择一步棋，这些棋步共同决定了向后继状态的过渡。两个基本目标是永远停留在一组给定状态的安全性目标，以及它的对偶，到达一组给定状态的可达性目标。本文提出了一种计算并发安全对策值的策略改进算法，即局中人1实现安全目标的最大概率。该算法产生一个序列的玩家-1的策略，以确保获胜的概率，单调收敛到安全游戏的值。我们的结果是显着的，因为策略改进算法提供了，第一次，一种方法来近似值的并发安全游戏从下面。由于值迭代算法，或可达性游戏的策略改进算法，可以用来近似相同的值从上面，这两种算法的组合产生一种方法，用于计算收敛序列的上限和下限的并发可达性和安全游戏的值。以前的方法只能从一个方向近似这些游戏的值，并且由于没有已知的收敛速度，它们没有提供解决这些游戏的实用方法。
2008-09-23 cs.GT cs.LO
Symbolic Analysis and Parameter Synthesis for Time Petri Nets Using Maude and SMT Solving
带抑制弧的参数时间Petri网（PITPN）允许参数在触发范围内，从而支持时间系统的灵活性。本文提出并证明了PITPN的一种具体的和符号化的重写逻辑语义。我们将展示如何使用Maude结合SMT解决方案，为PITPN提供完善的正式分析。我们开发了一个新的通用折叠符号可达性的方法，终止时的参数状态类图的PITPN是有限的。我们解释了几乎所有的形式分析和参数合成支持的国家的最先进的PITPN工具Roméo可以在Maude与SMT。此外，我们还支持从参数化初始标记进行分析和参数合成，以及使用用户定义的执行策略进行完整的LTL模型检验和分析。在三个基准上的实验表明，我们的方法在许多情况下优于Roméo。
2023-03-15 cs.LO
Small Term Reachability and Related Problems for Terminating Term Rewriting Systems
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）
本文研究终止项重写系统中是否可到达大小不超过 n 的项，按终止性证明方法给出 NP、N2ExpTime/NExpTime 与 PSpace 等复杂性分类，并分析合流性及大项变体的影响。
2025-10-14 cs.LO
Reachability in Vector Addition Systems is Primitive-Recursive in Fixed Dimension
向量加法系统的可达性问题是向量加法系统静态验证的核心问题，也是许多领域中可约决策问题的核心问题。目前最有名的上限，这个问题是不连续递归，即使考虑系统的固定尺寸。我们提供了显着的改进，经典的分解算法的Mayr，Kemaju，和兰伯特和其终止证明，从而产生一个阿克曼上界在一般情况下，和连续递归上界在固定的尺寸。虽然这与目前最著名的TOWER可达性下限不匹配，但它对于相关问题是最佳的。
2019-03-20 cs.LO
Formal Modeling and SMT-Based Parameterized Verification of Data-Aware BPMN (Extended Version)
我们提出了DAB --BPMN的一个数据感知扩展，该过程在案例和持久性数据上运行（分为一个称为目录的只读数据库和一个称为存储库的读写数据库）。该模型的表达能力和支持参数化验证的安全属性的可能性之间的权衡。具体而言，从文献中的灵感验证的工件系统，我们研究的安全属性检查无关的只读目录的内容，并接受潜在的存在无限的许多元组的目录和存储库中的验证问题。我们解决这样的问题，使用一个基于数组的向后可达性过程完全实现MCMT-一个国家的最先进的基于数组的SMT模型检查。值得注意的是，我们证明了该程序是健全的和完整的检查安全的DAB，并挑选出额外的条件，保证其终止，反过来，检查安全的可判定性。
2019-06-24 cs.LO
XPL: An extended probabilistic logic for probabilistic transition systems
广义概率逻辑（Generalized Probabilistic Logic，GPL）是一种基于模态μ演算的时态逻辑，用于描述反应概率系统的属性。我们探讨XPL，GPL的扩展，允许在马尔可夫决策过程（MDPs）中存在的非确定性的语义。XPL的表达能力足够强，许多独立研究的问题--例如递归MDP（RMDP）的终止、MDP的PCTL* 模型检验和分支MDP的可达性--都可以转换为XPL上的模型检验。多出口RMDPs的终止是不可判定的;因此，XPL中的模型检验一般是不可判定的。我们定义了一个子类，称为可分离的XPL，其中模型检验是可判定的。可判定的问题，如1-出口RMDP的终止，MDP的PCTL* 模型检验，以及分支MDP的可达性，可以减少到模型检验可分离的XPL。因此，XPL形成了一个统一的框架，用于研究涉及具有非确定性和概率行为的系统的问题，而可分离的XPL提供了一种解决这些问题的可判定片段的方法。
2017-05-09 cs.LO
SAT Modulo Monotonic Theories
我们定义了单调理论的概念，并展示了如何建立有效的SMT（SAT模理论）求解器，包括有效的理论传播和子句学习，这样的理论。我们提出的例子表明，单调理论产生于许多常见的问题，例如，图的属性，如可达性，最短路径，连接组件，最小生成树，最大流/最小割，然后证明我们的框架，通过建立SMT求解器为这些理论。我们将这些求解器应用于程序内容生成问题，展示了基于SAT或答案集编程的最先进方法的主要加速，并轻松解决了以前无法解决的几个实例。
2014-05-31 cs.LO
Abstraction and Acceleration in SMT-based Model-Checking for Array Programs
抽象（以其各种形式）是模型检验中一种强大的既定技术;然而，当涉及无界数据结构时，它并不总是以令人满意的方式处理发散现象。加速是一种广泛应用的避免发散的方法，但它主要应用于整数规划。本文讨论了无界数组的加速转换关系问题，最终目标是避免抽象程序可达性分析过程中的发散。为此，我们首先设计了一种格式来计算在这个域中的加速度，然后我们展示了如何适应所谓的“单调抽象”技术，以有效地处理复杂的公式与嵌套的量词所产生的加速预处理。值得注意的是，我们的技术可以很容易地插入到抽象/细化循环，并大大有助于避免发散：与MCMT模型检查器进行的实验证明了我们的方法对具有无界数组的程序的有效性，如果单独应用加速和抽象/细化技术，则会失败。
2013-10-03 cs.LO
ω-Petri nets
我们介绍了ω-Petri网（ωPN），一个扩展的普通Petri网与ω-标记的输入和输出弧，这是非常适合于分析参数并发系统与动态线程创建。在普通Petri网环境中提出的大多数技术（例如Karp和Miller树或Rackoff技术）并不直接适用于ωPN，因为ωPN定义了具有无限分支的转移系统。这激发了对ωPN的计算方面的彻底分析。我们表明，ωPN可以变成一个普通的Petri网，允许恢复的可达集的ωPN，但不保持终止。这就产生了ωPN上的可达性、（位置）有界性和可覆盖性问题的复杂性界。我们提供了一个实用的算法来计算一个覆盖集的ωPN和决定终止适应经典的Karp和Miller树的结构。我们还将Rackoff技术应用于ωPN，以获得终止问题的精确复杂度。最后，我们考虑了具有重置弧和转移弧的ωPN的扩展，并展示了这种扩展如何影响上述问题的可判定性和复杂性。
2013-01-28 cs.LO
On the Decidability of (ground) Reachability Problems for Cryptographic Protocols (extended version)
符号模型中的密码协议的分析与演绎系统有关，演绎系统对攻击者关于该协议的执行的可能动作进行建模。本文提出了一种转换算法，这类演绎系统提供的方程理论具有有限的变化性质。这种变换的终止需要地面可达性问题的可判定性。证明了非基问题的可判定性需要增加一个条件，并给出了一个新的判定准则。
2009-06-05 cs.CR cs.LO
Ramsey Quantifiers in Linear Arithmetics
本研究提出一种可从LIA、LRA、LIRA三种线性算术SMT理论中消除拉姆齐量词的多项式时间算法，解决了相关良基性检查、一元可分解性等开放问题，并在原型测试中取得良好效果。
2023-11-07 cs.FL cs.LO
Automatic Abstraction in SMT-Based Unbounded Software Model Checking
基于欠近似和SMT求解器的软件模型检查器在验证安全性（即可达性）属性方面非常成功。它们结合了两个关键思想-（a）“具体性”：在一个下近似的反例是一个反例，以及在原来的程序，和（b）“泛化”：一个下近似的安全性证明，由SMT求解器，是可推广到原程序的安全性证明。在本文中，我们提出了一个“自动抽象”与近似驱动的框架。我们探讨了两种迭代的方法来获得和细化抽象-“基于证明”和“基于反例”-并展示了它们如何组合成一个统一的算法。据我们所知，这是基于证明的抽象的第一个应用程序，主要用于验证硬件，软件验证。我们已经实现了一个原型的框架使用Z3，并评估它的许多基准软件验证比赛。我们的实验表明，我们的组合是非常有效的硬的情况下。
2013-06-08 cs.LO cs.PL
Verifying First-Order Temporal Properties of Infinite-State Systems via Timers and Rankings
Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Certora；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
通过计时器和排名验证无限状态系统的首阶时间属性，利用隐式排名和SMT求解器实现终止性证明。
2026-01-19 cs.LO cs.PL
Improving Strategies via SMT Solving
我们考虑的问题计算数值不变量的程序的抽象解释。我们的方法避免了两个传统的不精确性来源：（i）使用加宽算子在有限数量的迭代中强制收敛（ii）在控制流图的合并点使用合并操作（通常是凸包）。相反，它计算在一组有限的程序点的域中可表达的最小归纳不变式，并整体分析代码的其余部分。我们强调，我们精确地计算这个归纳不变量。为此，我们扩展了[Gawlitza和Seidl，2007]的策略改进算法。如果我们直接应用他们的方法，我们将不得不解决一个指数级大小的抽象语义方程系统，导致内存耗尽。相反，我们保持系统的隐式和发现使用SAT模实线性算术（SMT）的策略改进。为了评估策略，我们使用线性规划。我们的算法具有低的多项式空间复杂度，并在最坏的情况下执行人工的例子指数许多战略改进的步骤，这是不足为奇的，因为我们表明，相关的抽象可达性问题是Pi-p-2-完成。
2011-01-14 cs.CC cs.LO cs.PL
Verification of Data-Aware Processes via Array-Based Systems (Extended Version)
我们研究验证的一个一般模型的工件为中心的系统，以评估（参数化）的安全属性无关的初始数据库实例。我们认为这样的工件系统基于数组的系统，这使我们能够检查安全性，通过适应向后可达性，建立了第一次符合模型检验的基础上满意度模理论（SMT）。要做到这一点，我们利用模型理论的机器模型完成，这令人惊讶地证明是一个有效的工具，验证关系系统，并代表了本文的主要原始贡献。这样，我们追求双重目的。一方面，我们重建（限于安全性）的本质，在文献中获得的一些重要的可判定性结果的神器为中心的系统，我们设计了一个真正新颖的类的可判定的情况下。另一方面，我们能够在实现中利用SMT技术，建立在著名的MCMT模型检查器的基于阵列的系统，并扩展它，使我们所有的基础结果完全可操作。
2019-02-27 cs.LO
Decision Problems for Petri Nets with Names
我们证明了nu-PN，纯名称创建和名称管理的P/T网的扩展的可判定性和不可判定性的结果。通过将具有抑制弧的网的可达性归结为可达性，给出了可达性不可判定性的一个简单证明，从而证明了nu-PN网的表达能力严格优于P/T网。我们证明了nu-PN是结构良好的转移系统。特别地，我们得到了可覆盖性和可终止性的可判定性，从而没有达到图灵机的表达能力。此外，它们是严格良结构的，因此有界性问题也是可判定的。我们考虑两个属性，宽度有界性和深度有界性，分解有界性。宽度有界性已经被证明是可判定的。我们在这里证明深度有界的不可判定性。最后，我们得到阿克曼硬度的结果，我们所有的可判定的决策问题。
2010-11-17 cs.LO
On Petri Nets with Hierarchical Special Arcs
我们研究的可判定性的终止性，可达性，覆盖性和死锁的Petri网赋予了一个层次的地方，并与抑制弧，复位弧和转移弧，尊重这一层次。我们还研究了当我们有这些特殊的弧，其中一些尊重层次结构，而其他人不混合时会发生什么。我们解决了上述四个问题的可判定性状态的层次，抑制，重置和转移弧的所有组合，除了两个组合的终止问题。对于这两种组合，我们表明，终止问题是很难决定线性递归序列的积极性-一个长期存在的开放问题。
2017-07-04 cs.FL cs.LO
Probabilistic Program Verification via Inductive Synthesis of Inductive Invariants
概率程序验证的基本任务包括约束期望结果和证明有限期望运行时间内的终止性。我们贡献了一个简单而有效的归纳合成方法，证明这种定量的可达性属性生成归纳不变的源代码级。我们的实施显示了承诺：它为有限状态程序找到不变量，可以击败最先进的概率模型检查器，并且与致力于不变量合成和预期运行时推理的现代工具竞争。
2023-02-08 cs.LO
Synthesis for Polynomial Lasso Programs
我们提出了一种方法的多项式套索程序的综合。这些程序由一个程序干、一组转换和一个退出条件组成，所有这些都以代数断言（多项式等式的合取）的形式出现。这种方法的核心是发现非线性（代数）循环不变量。我们扩展Sankaranarayanan，Sipma，和曼纳的基于模板的方法，并证明了一个完整的标准。我们执行程序合成通过生成一个约束，其解决方案是一个合成的程序与循环不变，证明程序的正确性。此约束是非线性的，并传递给SMT求解器。此外，我们可以强制终止的合成程序的测试用例的支持。
2013-11-16 cs.LO
O-Minimal Invariants for Discrete-Time Dynamical Systems
线性回路的终止性分析在计算机科学的许多领域中起着关键作用，包括程序验证和抽象解释。对于线性循环的最简单的变体，终止问题已经涉及到数论中的深开放问题，例如线性递归序列的Skolem和Positivity问题的可判定性，或者离散时间线性动力系统的等价可达性问题。在本文中，我们介绍了类的\emph{o-minimal invariants}，这是广泛的比以前考虑的，并研究了可判定性的存在和算法合成等不变量作为证书的非终止线性循环配备了一大类的停机条件。我们建立了两个主要的可判定性结果，其中一个条件Schanuel的猜想在超越数论。
2020-05-11 cs.CC cs.LO math.AG
On the Termination Problem for Probabilistic Higher-Order Recursive Programs
The University of Tokyo（东京大学）；University of Bologna（博洛尼亚大学）；Aix Marseille Univ, Université de Toulon, CNRS, LIS（艾克斯-马赛大学，土伦大学，法国国家科学研究中心，信息系统实验室）
本文针对概率高阶模型检查问题展开研究，引入PHORS作为概率高阶程序模型，证明二阶PHORS几乎必然终止性不可判定，给出终止概率不动点刻画并实现了近似计算过程，经初步实验验证其运行良好。
2026-08-20 cs.LO cs.PL
Verification of Flat FIFO Systems
本文通过归约证明平坦FIFO机器及有损变体的可达性等问题为NP完全，并构造互模拟系统以支持模型检测，为FIFO机器验证工具奠定基础。
2020-10-12 cs.CC cs.LO
A Calculus for Modular Loop Acceleration
循环加速可以用来证明安全性、可达性、运行时界限和对整数进行操作的程序的（非）终止性。为此，已经提出了各种加速技术。然而，它们都是整体的：要么成功地加速循环，要么完全失败。相比之下，我们提出了一个演算，允许以模块化的方式结合加速技术，我们展示了如何将许多现有的加速技术集成到我们的演算。此外，我们提出了两种新的加速技术，可以无缝地纳入我们的微积分。实证评估表明，我们的方法的适用性。
2020-02-20 cs.LO cs.PL
Using non-convex approximations for efficient analysis of timed automata
时间自动机的可达性问题是问是否存在从初始状态到目标状态的路径。这个问题的标准解决方案涉及计算自动机的区域图，原则上可以是无限的。为了使图形有限，使用外推算子来近似区域。出于当前算法中的效率的原因，区域的外推总是区域，并且特别地，它是凸的。在本文中，我们建议解决的可达性问题，没有这样的外推算子。为了确保终止，我们提供了一个有效的算法来检查一个区域是否包含在另一个所谓的区域闭包中。虽然理论上更好，但闭合不能用于标准算法中，因为区域的闭合可能不是凸的。所提出的方法的另一个好处是，它允许在区域图的探索期间实时计算近似参数，这与在探索之前通过自动机的静态分析来计算近似参数的当前方法相反。这允许算法的进一步改进。有希望的实验结果。
2011-10-17 cs.FL cs.LO
Beyond Decisiveness of Infinite Markov Chains
研究无限状态马尔可夫链验证，证明决断性是统计模型检测几乎必然终止的充要条件，提出结合抽象与重要性采样的方法，用决断性链替代非决断性链以统一数值与统计验证，并在概率下推自动机上完成首次原型实现。
2024-09-27 cs.FL cs.LO
Taming Infinity one Chunk at a Time: Concisely Represented Strategies in One-Counter MDPs
Masaryk University（马萨里克大学）；UMONS – Université de Mons（蒙斯大学）；Fonds de la Recherche Scientifique – FNRS（科学研究基金会）；TRAIL institute（TRAIL研究所）
针对单计数器 MDPs 中无穷配置空间导致策略难以构建的问题，提出了两类基于区间划分的简洁表示策略，并通过压缩无穷 MDP 的通用方法在 PSPACE 复杂度内解决了验证与综合问题。
2025-03-02 cs.AI cs.FL cs.GT
